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円形導波管計算ツール — 遮断周波数、TE11モードとTM01モード

POSThttps://rftools.io/api/py/v1/calculate

スラッグ circular-waveguide。円形導波管の任意のTEモード・TMモードの遮断周波数、TE₁₁とTM₀₁の遮断周波数の間の単一モード帯域を求めます。遮断周波数より上では管内波長、位相定数、位相速度と群速度、波動インピーダンス、導体損と誘電体損を、下ではエバネッセント減衰を計算します。

入力

これらの入力を、表示されている単位ですべて inputs に入れて送ってください。ほとんどは必須で、1 つでも欠けた呼び出しは拒否され（400）、費用はかかりません。省略しても計算できる入力は、表示されている既定値を使います。範囲外の入力も計算され、来歴で示されます。

circular-waveguide の入力
名前	単位	範囲	既定値	説明
radius数値	mm	0.01 … 1000	5	導波管の内側の半径（内径の半分）
permittivity数値	なし	1 以上	2.08	導波管を満たす材料の比誘電率。空気は1
frequency数値	GHz	0.001 … 1000	14	動作周波数
modeType数値	なし	0 … 1	0	TE (横電界) モードまたは TM (横磁界) モード次のいずれか：0 TE · 1 TM
modeN数値	なし	0 … 5	1	円周方向の電磁界の変化の数、0〜5
modeM数値	なし	1 … 5	1	半径方向の電磁界の変化の数、1〜5
conductivity数値	MS/m	0.01 以上	41	内壁またはそのめっきの導電率
lossTangent数値	なし	0 以上	0.0004	充填材の誘電正接。空気は0
length数値	m	0 以上	0.3	総損失の計算に使う導波管の長さ

出力

values に名前ごとに返されます。上限がない値や定義されない値は null です。

circular-waveguide の出力
フィールド	単位	説明
cutoffFreq主要値	GHz	選択したモードの遮断周波数
te11Cutoff	GHz	TE₁₁の遮断周波数（単一モード帯域の下限）
tm01Cutoff	GHz	TM₀₁の遮断周波数（単一モード帯域の上限）
propagates	なし	選択したモードが伝搬するか (1 = はい、0 = いいえ)
beta	rad/m	位相定数
guideWavelength	mm	管内波長
phaseVelocity	×c	位相速度 (× c)
groupVelocity	×c	群速度 (× c)
waveImpedance	Ω	波動インピーダンス
conductorAttenuation	dB/m	導体損（管壁損失）による減衰
dielectricAttenuation	dB/m	誘電体損による減衰
totalLoss	dB	導波管全長での総損失
evanescentAttenuation	dB/m	エバネッセント減衰（遮断周波数以下）

呼び出し方

計算：1 回の呼び出し、リクエストとレスポンスの全体、そのエラー。
バッチ：この計算ツールをほかと組み合わせて、または掃引を、1 リクエストで。
目標値からの逆算：出力を目標値にする入力の値。

curl -X POST https://rftools.io/api/py/v1/calculate \
  -H "X-API-Key: $RFTOOLS_API_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "slug": "circular-waveguide",
    "inputs": {
      "radius": 5,
      "permittivity": 2.08,
      "frequency": 14,
      "modeType": 0,
      "modeN": 1,
      "modeM": 1,
      "conductivity": 41,
      "lossTangent": 0.0004,
      "length": 0.3
    }
  }'

import rftools

client = rftools.Client()  # reads RFTOOLS_API_KEY, or the key `rftools login` saved

result = client.calculate("circular-waveguide", {
    "radius": 5,
    "permittivity": 2.08,
    "frequency": 14,
    "modeType": 0,
    "modeN": 1,
    "modeM": 1,
    "conductivity": 41,
    "lossTangent": 0.0004,
    "length": 0.3,
})
print(result.values)
print(result.warnings, result.provenance.formula_ref)

const response = await fetch("https://rftools.io/api/py/v1/calculate", {
  method: "POST",
  headers: {
    "X-API-Key": process.env.RFTOOLS_API_KEY,
    "Content-Type": "application/json",
  },
  body: JSON.stringify({
    "slug": "circular-waveguide",
    "inputs": {
      "radius": 5,
      "permittivity": 2.08,
      "frequency": 14,
      "modeType": 0,
      "modeN": 1,
      "modeM": 1,
      "conductivity": 41,
      "lossTangent": 0.0004,
      "length": 0.3
    }
  }),
});
console.log(response.status, await response.json());

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"io"
	"net/http"
	"os"
)

func main() {
	body := []byte(`{
	  "slug": "circular-waveguide",
	  "inputs": {
	    "radius": 5,
	    "permittivity": 2.08,
	    "frequency": 14,
	    "modeType": 0,
	    "modeN": 1,
	    "modeM": 1,
	    "conductivity": 41,
	    "lossTangent": 0.0004,
	    "length": 0.3
	  }
	}`)
	req, err := http.NewRequest("POST", "https://rftools.io/api/py/v1/calculate", bytes.NewReader(body))
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	req.Header.Set("X-API-Key", os.Getenv("RFTOOLS_API_KEY"))
	req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
	res, err := http.DefaultClient.Do(req)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer res.Body.Close()
	out, _ := io.ReadAll(res.Body)
	fmt.Println(res.Status, string(out))
}

application/json

{
  "slug": "circular-waveguide",
  "values": {
    "cutoffFreq": 12.18249672658006,
    "te11Cutoff": 12.18249672658006,
    "tm01Cutoff": 15.911925676420427,
    "propagates": 1,
    "beta": 208.5133965531654,
    "guideWavelength": 30.13324520651382,
    "phaseVelocity": 1.4071916141772767,
    "groupVelocity": 0.34165157461538415,
    "waveImpedance": 530.1317381983713,
    "conductorAttenuation": 0.5825753543015417,
    "dielectricAttenuation": 1.4919287295260026,
    "totalLoss": 0.6223512251482632,
    "evanescentAttenuation": null
  },
  "warnings": [],
  "errors": [],
  "provenance": {
    "method": "calculator:circular-waveguide",
    "version": "api@3f2c1a9b04de",
    "formulaRef": "Pozar, Microwave Engineering, 4th ed. (2012), §3.4, Tables 3.3–3.5, Eqs. (3.127)–(3.140); NIST DLMF §10.21",
    "assumptions": [
      {
        "code": "homogeneous-fill",
        "text": "The guide is a perfect circular cylinder uniformly filled with one lossy dielectric."
      },
      {
        "code": "perturbation-loss",
        "text": "Conductor and dielectric losses are computed by perturbation from the lossless fields, which holds for good conductors and small loss tangents away from cutoff."
      }
    ],
    "validRange": {
      "status": "inside",
      "bounds": {
        "radius": {
          "min": 0.01,
          "max": 1000,
          "unit": "mm"
        },
        "permittivity": {
          "min": 1,
          "max": null,
          "unit": ""
        },
        "frequency": {
          "min": 0.001,
          "max": 1000,
          "unit": "GHz"
        },
        "modeType": {
          "min": 0,
          "max": 1,
          "unit": ""
        },
        "modeN": {
          "min": 0,
          "max": 5,
          "unit": ""
        },
        "modeM": {
          "min": 1,
          "max": 5,
          "unit": ""
        },
        "conductivity": {
          "min": 0.01,
          "max": null,
          "unit": "MS/m"
        },
        "lossTangent": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": ""
        },
        "length": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "m"
        }
      },
      "outside": [],
      "model": null
    },
    "computedAt": "2026-09-24T14:05:11.003Z",
    "inputs": {
      "radius": 5,
      "permittivity": 2.08,
      "frequency": 14,
      "modeType": 0,
      "modeN": 1,
      "modeM": 1,
      "conductivity": 41,
      "lossTangent": 0.0004,
      "length": 0.3
    },
    "seed": null,
    "elapsedSeconds": 0.003
  }
}

{
  "detail": [
    {
      "type": "float_parsing",
      "loc": [
        "body",
        "inputs",
        "radius"
      ],
      "msg": "Input should be a valid number, unable to parse string as a number",
      "input": "abc"
    }
  ]
}

テキストとして送られた入力。計上はされていません。

{
  "detail": "More than 120 requests in 60 seconds from this address.",
  "errorKind": "rate_limited",
  "limit": 120,
  "windowSeconds": 60,
  "upgradeUrl": "https://rftools.io/pricing/"
}

1 分あたりのリクエストが多すぎます。Retry-After 付き。

同じ入力で計算ツールのページを開く円形導波管計算ツール — 遮断周波数、TE11モードとTM01モード、この値で